(57)【要約】【課題】どのような方向から見ても発光体から放出された光が視認しやすく、且つ、光による装飾性を演出しやすい風力発電装置を提供する。【解決手段】風力発電装置は、風を受けて回転する回転体１と、回転体１の回転を電気エネルギーに変換する発電機２と、を備え、回転体１が、回転軸部１Ａと、回転軸部１Ａから放射状に伸びる複数のブレード１Ｂと、からなる。ブレード１Ｂの前面には、複数の発光体１０が取り付けられている。そして、発光体１０から放出される光を散乱させる散乱手段として、発光体１０の光放出部１０ａの周囲を囲う略リング状の透明樹脂製部材２０が取り付けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風を受けて回転する回転体と、前記回転体の回転を電気エネルギーに変換する発電部と、を備え、前記回転体が、回転軸部と、前記回転軸部から放射状に伸びる複数のブレードと、からなる風力発電装置において、
前記回転体の表面に発光体を取り付けるとともに、前記発光体から放出される光を散乱させる散乱手段を設けたことを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
前記散乱手段を、前記発光体の光放出部の周囲を囲う透明樹脂製部材又は半透明樹脂製部材で構成したことを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項３】
前記散乱手段を、前記発光体の光放出部を覆う透明樹脂製部材又は半透明樹脂製部材で構成したことを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置。
【請求項４】
前記発光体をエレクトロルミネッセンス素子としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の風力発電装置。
【請求項５】
前記発光体を発光ダイオードとしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の風力発電装置。
【請求項６】
前記発電部で発電された電気エネルギーを前記発光体に供給して発光するようになっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の風力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は風力発電装置に係り、特に発光体を備える風力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置においては、回転軸部から放射状に伸びる複数のブレードが風を受けて回転軸部が回転することによって、発電が行われる。発電効率を高めるためには強風が必要であるので、風力発電装置は基本的には高所に設置されるが、定格風速８〜１４ｍ／ｓの風で発電した場合の定格出力が２０ｋＷ以下である小型の風力発電装置は、市街地，公園，住宅等に設置される例も多く、人の手に触れ得る場所に設置される例も少なくない。
【０００３】
したがって、安全のために、風力発電装置が存在することが認識されやすいようにする必要がある。特に、近くに照明設備がなく、夜間においては風力発電装置の設置位置や大きさ、及び回転の状況が認識しにくくなる場合には、何らかの工夫が必要である。また、市街地，公園，住宅等に設置されることから、周辺地域の景観を損なわない美しさを有することが望ましい。
【０００４】
そこで、本体，ブレード等に発光体を取り付けて発光させることにより、近くに照明設備がなく夜間には真っ暗になってしまうような場所に設置されている場合でも、設置位置や大きさが容易に認識できる風力発電装置が提案されている（特許文献１〜６を参照）。発光体がブレードに取り付けられている場合は、回転の状況を容易に視認できる上、文字，図形，記号等の視覚情報を表示させることも可能である。また、周辺地域の景観を損なわない美しさを、風力発電装置に付与することもできる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１９５１５号公報
【特許文献２】特開２００３−３４３４１８号公報
【特許文献３】特開２００３−１８４７２８号公報
【特許文献４】特開２０００−１１０７０５号公報
【特許文献５】特開２００２−３３０８１０号公報
【特許文献６】特開平１１−１８２４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、発光ダイオードのような発光体には、放出される光の指向性が高い（すなわち、光が散乱せず狭い角度の範囲にしか光が放出されない）ものがあるので、限定された方向（主に正面）から見た場合にしか発光体から放出された光をはっきり視認できず、他の方向から見た場合には光が見えにくいおそれがあった。
また、光が散乱しないために光が小さく見えるので、視覚的な美しさが乏しく感じられる場合があるという問題があった。よって、前述のように文字，図形，記号等の視覚情報を表示させて装飾性を演出しようとしても、その演出効果が十分に発揮されないおそれがあった。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、どのような方向から見ても発光体から放出された光が視認しやすく、且つ、光による装飾性を演出しやすい風力発電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１の風力発電装置は、風を受けて回転する回転体と、前記回転体の回転を電気エネルギーに変換する発電部と、を備え、前記回転体が、回転軸部と、前記回転軸部から放射状に伸びる複数のブレードと、からなる風力発電装置において、前記回転体の表面に発光体を取り付けるとともに、前記発光体から放出される光を散乱させる散乱手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る請求項２の風力発電装置は、請求項１に記載の風力発電装置において、前記散乱手段を、前記発光体の光放出部の周囲を囲う透明樹脂製部材又は半透明樹脂製部材で構成したことを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項３の風力発電装置は、請求項１に記載の風力発電装置において、前記散乱手段を、前記発光体の光放出部を覆う透明樹脂製部材又は半透明樹脂製部材で構成したことを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明に係る請求項４の風力発電装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の風力発電装置において、前記発光体をエレクトロルミネッセンス素子としたことを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項５の風力発電装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の風力発電装置において、前記発光体を発光ダイオードとしたことを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項６の風力発電装置は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の風力発電装置において、前記発電部で発電された電気エネルギーを前記発光体に供給して発光するようになっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の風力発電装置は、発光体から放出される光を散乱させる散乱手段を備えているので、どのような方向から見ても前記光が視認しやすく、且つ、光による装飾性を演出しやすい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る風力発電装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る風力発電装置の一実施形態を説明する要部側面図であり、図２は、図１の風力発電装置の回転体の正面図である。
風を受けて回転する回転体１と、回転体１の回転を電気エネルギーに変換する発電機２と、を支持する略円柱状の支持体３が、垂直に伸びる支柱４の上端に、水平姿勢を保ちながら旋回可能に取り付けられている。
【００１２】
回転体１は、略円柱状の回転軸部１Ａと、回転軸部１Ａから放射状に伸びる複数（図の例では４枚）のブレード１Ｂとからなるプロペラ状物であり、支持体３から水平に伸びる軸５に回転自在に取り付けられている。なお、ブレード１Ｂの形状や数は特に限定されるものではなく、用途や目的に応じて適宜設定される。
発電機２は、回転子２ａと固定子２ｂからなる一般的な発電装置であり、回転体１と一体的に形成されている。そして、回転子２ａが回転軸部１Ａと一体的に回転するようになっており、該回転子２ａの内方に配された固定子２ｂが軸５に連結されて非回転とされている。なお、発電機２の構造は、回転体１の回転を電気エネルギーに変換することが可能であれば、上記のような構造に限定されるものではない。
【００１３】
さらに、図１，２から分かるように、各ブレード１Ｂの前面には複数の発光体１０が取り付けられており、該発光体１０から光を放出できるようになっている。なお、発光体１０を取り付ける部位はブレード１Ｂに限定されるものではなく、回転軸部１Ａの前面，支持体３，支柱４に取り付けてもよい。また、発光体１０の種類は特に限定されるものではないが、消費電力の小さいエレクトロルミネッセンス素子（例えば発光ダイオード，有機ＥＬ素子）が好ましい。
【００１４】
このような風力発電装置は、発光体１０から光を放出することにより点灯や点滅を行えば、近くに照明設備がなく夜間には真っ暗になってしまうような場所に設置されている場合でも、風力発電装置の設置位置や大きさ、及び回転の状況が容易に認識できるので、安全性が高い。また、周辺地域の景観を損なわない美しさを、風力発電装置に付与することもできる。さらに、複数の発光体１０の発光パターンや発光タイミングを制御すれば、文字，図形，記号等の視覚情報を表示させることも可能である。この発光パターン，発光タイミングの制御は、所定の発光パターン，発光タイミングで各発光体１０を発光させる制御部で行われ、この制御部は回転軸部１Ａや支持体３の内部に設置すればよい。
【００１５】
ただし、発光ダイオード，有機ＥＬ素子等のようなエレクトロルミネッセンス素子には、放出される光の指向性が高いものがあるので、発光体１０から放出される光を散乱させる散乱手段が設けてある。すなわち、発光体１０の光放出部１０ａの周囲を囲う略リング状の透明樹脂製部材２０が設けてある。
ここで、透明樹脂製部材２０について、図３を参照しながら説明する。ブレード１Ｂの前面には複数の穴３０が設けられており、この穴３０の形状は、図３から分かるように中心部が深く周辺部が浅い２段形状をなしている。この穴３０の中心部には発光体１０が嵌め込まれ、周辺部には略リング状の透明樹脂製部材２０が嵌め込まれており、発光体１０の先端に位置する光放出部１０ａの周囲が透明樹脂製部材２０によって囲まれている。
【００１６】
このように透明樹脂製部材２０を設けると、発光体１０の光放出部１０ａから放出された光（図３においては矢印で示してある）は、その大部分がブレード１Ｂの前方へ進むが、一部分は透明樹脂製部材２０の内部に入射し、透明樹脂製部材２０に沿って進む。そして、透明樹脂製部材２０のうち厚さの狭い部分（図３の例においては外周部）や粗面化した表面から光が放出されるので、透明樹脂製部材２０を設けていない場合と比較して光が散乱される（すなわち、光の指向性が低くなる）。
【００１７】
その結果、風力発電装置を正面以外のどのような方向から見ても、発光体１０から放出された光が視認しやすい。また、光が散乱しているために光が大きく見えるので、視覚的な美しさがよく感じられ、前述のように文字，図形，記号等の視覚情報を表示させた場合に装飾性を演出しやすい。
なお、透明樹脂製部材２０の代わりに、略リング状の半透明樹脂製部材を用いてもよい。また、発光体１０の光放出部１０ａを覆うシート状又はフィルム状の透明樹脂製部材２１（又は半透明樹脂製部材）を設けてもよいし（図４を参照）、前述の発光体１０の光放出部１０ａの周囲を囲う透明樹脂製部材２０と、発光体１０の光放出部１０ａを覆う透明樹脂製部材２１との両方を設けてもよい。
【００１８】
透明樹脂製部材２１で光放出部１０ａを覆うと、光が透明樹脂製部材２１を透過する際に散乱されるため（図４においては光を矢印で示してある）、前述した透明樹脂製部材２０と同様の効果が得られる。なお、透明樹脂製部材２１の表面に凹凸を設けたり粗面化を施したりすると、光をより散乱させることができる。
樹脂の種類は、発光体１０から放出される光を透過するものであれば特に限定されるものではなく、透明樹脂でも半透明樹脂でも差し支えないが、ポリオレフィン（例えばポリエチレン，ポリプロピレン，ポリスチレン，ポリ塩化ビニル），アクリル樹脂（例えばポリメチルアクリレート，ポリメチルメタクリレート），ポリエステル（例えばポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンフタレート），ポリカーボネート，ポリスルホン，スチレンアクリロニトリル共重合体，脂環式ポリオレフィン等が好ましい。
【００１９】
このような風力発電装置が風を受けると、風向きがどの方向であっても、支持体３に備えられた垂直翼３ａの作用によって支持体３が支柱４を軸として旋回し、回転体１を風に正対させる。風を受けた回転体１は、ブレード１Ｂの作用によって回転し、この回転が発電機２によって電気エネルギーに変換される。得られた電機エネルギーは、図示しない電線、又は、電磁波，光等の非接触媒体を介して、蓄電装置，電気製品等の所望の装置に供給することができる。
【００２０】
また、発電機２で発電した電機エネルギーを直接又は蓄電装置を経由して発光体１０に供給すれば、外部電源は不要であり、発電機２で発電した電機エネルギーのみで発光体１０を発光させることが可能である。よって、省エネルギー，低コストであることに加えて、電源が無く風力発電装置に外部から電気エネルギーを供給できないような場所に風力発電装置を設置した場合でも、発光を行うことができる。なお、発電機２で発電した電機エネルギーを発光体１０に供給せず、発光体１０用の外部電源から発光体１０に電機エネルギーを供給しても差し支えない。
【００２１】
このブレード１Ｂ，回転軸部１Ａ，支持体３等を構成する材料は、特に限定されるものではないが、ガラス繊維及び炭素繊維の少なくとも一方からなる繊維強化材を含有する繊維強化プラスチックを用いることが好ましい。特に、繊維強化プラスチック中の繊維強化材の含有量、平均繊維径、及び平均繊維長が下記のような数値である繊維強化プラスチックが好ましい。
【００２２】
すなわち、繊維強化プラスチック中の繊維強化材の含有量は、７質量％以上６０質量％以下であることが好ましい。また、ガラス繊維の平均繊維径は３μｍ以上２５μｍ以下であることが好ましく、平均繊維長は０．３ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましい。炭素繊維の平均繊維径は０．１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、平均繊維長は０．３ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
繊維強化材の含有量が７質量％未満であると、繊維強化プラスチックの強度が不十分となるおそれがあり、６０質量％超過であると、繊維強化プラスチックの成形性が不十分となるおそれがある。このような不都合がより生じにくくするためには、繊維強化材の含有量は１０質量％以上５０質量％以下とすることがより好ましい。
繊維強化材がガラス繊維である場合に、平均繊維径が３μｍ未満であると、ガラス繊維が高価となってしまい、２５μｍ超過であると、樹脂への分散性が低下して繊維強化プラスチックの強度が不十分となるおそれがある。また、平均繊維長が０．３ｍｍ未満であると、繊維強化プラスチックの強度が不十分となるおそれがあり、３０ｍｍ超過であると、繊維強化プラスチックの成形性が不十分となるおそれがある。
【００２４】
また、繊維強化材が炭素繊維である場合に、平均繊維径が０．１μｍ未満の炭素繊維は製造が困難であり、炭素繊維の平均繊維径が２０μｍ超過であると、樹脂への分散性が低下して繊維強化プラスチックの強度が不十分となるおそれがある。また、平均繊維長が０．３ｍｍ未満であると、繊維強化プラスチックの強度が不十分となるおそれがあり、１５０ｍｍ超過であると、繊維強化プラスチックの成形性が不十分となるおそれがある。
【００２５】
繊維強化プラスチックは軽量且つ高強度であるため、ブレード１Ｂ等を構成する材料として好適であるが、上記のような繊維強化プラスチックは、一般的な繊維強化プラスチックよりも機械的性質が優れているので、ブレード１Ｂを薄く成形しても十分な強度を付与することができる。よって、ブレード１Ｂの軽量化が可能であるため、本実施形態の風力発電装置は発電効率が非常に高い。
【００２６】
また、定格風速８〜１４ｍ／ｓにおける定格出力が２０ｋＷ以下である小型の風力発電装置は、市街地，公園，住宅等に設置される場合が多いので、球技中のボールや悪戯による投石がブレード１Ｂ等に衝突し、損傷が生じるおそれがあった。しかしながら、本実施形態の風力発電装置は、ブレード１Ｂ等の機械的性質が優れているので、風力発電装置が前述のような損傷が生じやすい環境に設置され、ブレード１Ｂにボールや石が衝突したとしても、損傷が生じにくい。よって、本実施形態の風力発電装置は、小型の風力発電装置として好適である。
【００２７】
なお、繊維強化プラスチックに使用するプラスチックの種類は特に限定されるものではなく、ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンフタレート等のポリエステル系樹脂や、ポリアミド６，ポリアミド６６等のポリアミド系樹脂があげられる。また、ポリスチレン，ポリカーボネート，ポリエチレン，ポリオキシメチレン，ポリプロピレン，ポリメチルアクリレート，ポリフェニレンスルフィド，ポリテトラフルオロエチレン，ポリトリフルオロエチレン，ポリスルホン，ポリベンゾイミダゾール，フェノール樹脂，メラミン樹脂，ポリウレア，エポキシ樹脂，シリコーン樹脂，ポリイミド，ポリアミドイミド等も使用可能である。
また、小型の風力発電装置の場合は、回転体１の直径は、通常は４０ｃｍ以上７ｍ以下である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る風力発電装置の一実施形態を説明する要部側面図である。
【図２】図１の風力発電装置の回転体の正面図である。
【図３】ブレードに取り付けられた発光体及び透明樹脂製部材を説明する断面図である。
【図４】ブレードに取り付けられた発光体及び透明樹脂製部材を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１      回転体
１Ａ    回転軸部
１Ｂ    ブレード
２      発電機
３      支持体
４      支柱
１０      発光体
１０ａ    光放出部
２０      透明樹脂製部材
２１      透明樹脂製部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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